第一章-选矿概述

1、1,采选技术选矿学,沈艳杰 qq：12873395,2,Contents,3,第一章选矿概述,第一节 选矿的目的与意义 矿产是人类生存和发展不可或缺的物质基础之一，矿业的发展在人类社会发展与进步中有着举足轻重的促进作用。 矿产是从何而来？,4,成矿作用是指在地球的演化过程中，分散在地壳和上地幔的化学元素，在一定的地质环境中相对富集形成矿床的作用，它是地质作用的一部分。 矿床是指可开采有用矿物的富集体。矿床是深藏于地下的“聚宝盆” 。在地球45亿年历史中相继发生的各种地质运动现象中，有些现象就是将化学元素富集在一起形成矿床。,5,矿床不是随意分布的，而是受到一些地质规律的制约。寻找矿床，并搞清矿

2、床的形成规律是一门非常重要，而且十分复杂的学问。,是不是所有的矿床都是有工业价值的?,6,决定矿床工业价值的三个主要因素： 1、矿床本身的特征和性质 包括矿体的形态、产状和储量，矿石的质量（品位、品级），矿石综合利用价值和矿床开采、选矿、冶炼技术条件等。对宝玉石等非金属矿床，不仅要注意矿床的储量和品位，还要注意有用矿物的物理性质、化学性质以及工艺技术特点。 品位矿石中有用组分的含量称为品位。 品级主要根据矿石的品位和有益、有害组份的含量来确定。矿石的品位越高，有益组分含量越高，有害组分含量越低，矿石的品级就越高。,7,2、国民经济和国防建设对矿产的要求 包括经济建设和国防建设计划中对各类矿产的

3、需求量，矿床的地理分布，该地区的发展远景计划等。 对宝石矿床则主要考虑市场的需求，所能创造的经济效益等。 3、矿区的经济因素 如劳力资源、水文地质、工程地质、交通运输以及粮食、劳动力供应等。,8,按工业用途又可分为： 1、黑色金属：铁、锰、铬、钒、钛等。 2、有色金属：铜、铅、锌、镍、钼、汞等。 3、轻金属：铝、镁等。 4、贵金属：金、银、铂等。 5、放射性金属：铀、钍、镭等。 6、稀有、稀土和分散金属。,金属矿产是指能从中可提取金属元素的矿物资源。,9,按工业用途又可分为： 1、宝玉石及工业美术材料：如钻石、翡翠。 2、建筑及水泥材料：如花岗岩、大理岩。 3、陶瓷及玻璃工业原料：如高岭土、石

4、英砂。 4、压电及光学原料：如压电石英、光学石英。 5、工业制造业原料：如金刚石，云母、石棉。 6、化学工业原料：如磷灰石、黄铁矿。 7、冶金辅助原料：如耐火粘土。,非金属矿产是从中可提取非金属元素或可直接利用的矿物资源。,10,可燃有机矿产是指可为工业或民用提供能源的地下资源。,按产出状态可分为三类： 1.固体的可燃有机矿产：如煤、油页岩、沥青等。 2.液体的可燃有机矿产：如石油。 3.气体的可燃有机矿产：如天然气等。,煤,石油,天然气,11,地下水资源,包括地下饮用水、技术用水、 矿泉水、地下热水和卤水等。,地下河出口,12,一、选矿的概念 众所周知，地壳是由岩石组成的. 岩石是矿物的集合

5、体.在当前的技术经济条件下，人们能够将含有一定有用矿物的岩石中的某些组分加以富集并利用，这类岩石就称为矿石.,13,一、选矿的概念 矿物就是在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的具有固定化学成分和物理性质的天然化合物或自然元素.矿物的种类繁多，在众多的矿物中，能为人类利用的称有用矿物. 在矿石中，除有用矿物外，还含有目前无法富集或尚不能利用的一些矿物，这些无用的矿物称为脉石矿物.,14,选矿就是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。,15,选矿的重要地位,16,二、主要的选矿方法及其基本的作业流程,选矿,

6、物理选矿,浮游选矿,化学选矿,其它选矿,重选,磁选,电选等,据粒度、密度、形状、硬度、磁性及电性等差异,据表面的物理化学性质（如颗粒表面的浸湿性等） 差异,据化学性质所存在的差异,据其它差异（如生物）,17,选矿的基本作业流程,准备作业矿石的破碎筛分、磨矿 分级（少数需要洗矿、脱泥）,选别作业如重选、浮选与磁选等,产品处理作业精矿脱水、尾矿储存等,不论选矿厂的规模大小，工艺和设备如何复杂，一般包括以上三个最基本的过程,18,选别前的准备作业,19,选别作业,20,选别后产品处理作业,21,三、选矿的工业应用目的与意义目的,除去脉石，富集有用矿物,在冶炼前，分离同一种 矿石中的多种有用矿物,除去

7、精矿产品中， 对冶炼过程有害的杂质,选矿的目的,22,三、选矿的工业应用目的与意义 意义 1.对于冶炼工业的意义排除脉石，减少炉渣，从而降低能耗，降低冶炼成本；减少金属损失，提高冶炼回收率；使矿石的工业品位的下限降低，使大量的原来被抛弃的脉石变为可利用的资源，进而提高金属矿产的回收率。 2.对于煤炭工业的意义煤炭是我国的主要能源，占一次能源的75。选煤的主要任务就是除去原煤中的杂质，降低煤炭的灰分和硫分，提高原煤质量。,23,3.对于非金属工业的意义非金属矿物资源是化肥、陶瓷、建材、造纸、纺织、电子等工业部门的原料来源。天然的非金属矿物资源绝大多数也是多种矿物共生，不经过分选提纯无法直接利用。

8、因此，对于非金属矿产资源的开发利用，选矿是重要的加工过程。 4.对于地质业的意义在地质部门中，矿石的可选性试验对评价一个矿床往往是不可缺少的重要资料来源。此外，对于岩矿鉴定和重砂工作所需的单矿物的分离，选矿也是一个有效的手段。,24,第二节 各种选矿方法的适用范围及特点,选矿过程主要根据什么原理进行矿物的分选? 在自然界中，除少数矿物为液体（如汞）外，多为固体。固体矿物都具有一定的晶体结构和物理化学性质。原矿(原煤)中，有用成分和脉石(矸石)，经过选矿过程之所以能彼此分离，其基本依据是矿物的各种物理性质、表面物理化学性质及化学性质之间所存在的差异。,25,与选矿有关的矿物性质 密度、磁性、电性

9、和润湿性等,密度是指单位体积矿物的质量。重选的依据。 磁性是指矿物被磁铁吸引或排斥的性质。磁选的依据。 电性是指矿物的导电能力。电选的依据。 润湿性是指矿物能被水润湿的性质。浮选的依据。,26,磁性,矿物的磁性是指矿物能被永久磁铁或电磁铁吸引或排斥的性质。 1.磁性矿物是指能被永久磁铁吸引的矿物。分为强磁性和弱磁性。 2.电磁性矿物是指具有弱磁性，不能被永久磁铁吸引，但可被电磁铁吸引的矿物。分为强电磁性矿物和弱电磁性矿物。 3.逆磁性矿物是指具抗磁性被磁铁所排斥的矿物。,27,导电性与荷电性,矿物的导电性是指矿物对电流的传导能力。 1.良导体矿物，电阻系数为10210-6cm。 2.半导体矿物

10、，电阻系数为1031010cm。 （某些非导体当温度升高时，便变成半导体）。 3.非导体矿物，室温时电阻系数10111016cm的矿物。,28,润湿性,矿物的润湿性是指矿物能被水润湿的性质。 1.亲水性矿物指易被水润湿的矿物，如石英、方解石等。 2.疏水性矿物指不易被水润湿的矿物，如辉钼矿、石墨等。 矿物的自然润湿性主要取决于矿物的结晶构造。不同的润湿性的矿物具有不同的可浮性，因此，它是浮选的依据。,29,第二节 各种选矿方法的适用范围及特点,选矿过程是如何实现的? 往往采取人为的方法来扩大矿物的物理、物理化学性质差异，以提高分选效率。 1.用磁化焙烧的方法改变矿物磁性； 2.用酸和盐类处理矿

11、物表面，选择性地改变 矿物的导电性； 3.用浮选药剂改变矿物的自然润湿性等。,30,一、浮选方法的适用范围及特点应用范围,浮选是资源加工技术中最重要的技术，它的应用前景是极为广阔的，几乎所有的矿物都可以采用浮选法从矿石中分离出来，同时可以加工处理二次资源及非矿物资源。随着浮选的不断发展，目前，浮选已仅不局限于冶金矿山，在化工、造纸、食品、农业、医药、工业废物、废水处理等方面都有着广阔的应用前景。,31,造纸工业：纸浆废液中回收纤维素、废纸再生中脱油墨。 化学工业：回收肥皂厂的油脂，浮选染料等。 农产品及食品工业：从黑麦中分出角麦，牛奶中分出乳酪等。 医药微生物：从水中脱除寄生虫卵，分选结核杆菌

12、和大肠杆菌等，分离细胞。 工业废物及废水（二次资源）：如粉煤灰的综合利用，用浮选法回收碳。,32,一、浮选方法的适用范围及特点特点,1.应用广泛：浮选法原则上可选别所有矿石。绝大多数矿石都可用浮选法处理，有色金属矿石90%以上是用浮选法选别。 2.分选效率高、富集比高：如辉钼矿浮选，原矿品位为0.03%，经过浮选可得到45%左右的钼精矿，其富集比达1500。 3.有益于矿产资源的综合利用：浮选法对处理贫、细、杂、难选矿石比其它方法效率高。 4.分选粒度细：处理细粒浸染的矿物特别有效。 缺点：成本高、造成环境污染，需要加选后的净化处理设施。,33,二、重选方法的适用范围及特点应用范围,1.重选是

13、我国煤炭分选的最主要方法，约占原煤入选量的85以上。同时也用于处理某些非金属矿石，如石棉、高岭土等。 2.选别金、钨、锡矿石的传统方法。在处理铁、锰矿石；稀有金属（钍、铌、钽等）矿物的矿石中应用也很普遍。 3.对于那些主要以浮选处理的有色金属（铜、铅、锌等）矿石，也可用重力选矿法进行预先选别，除去粗粒脉石或围岩。 4.重选还广泛应用于脱水、分级、浓缩、集尘等作业。而这些工艺环节几乎是所有选矿厂和选煤厂所不可缺少的。,34,二、重选方法的适用范围及特点特点,在20世纪初，重选工艺已基本成型。由于重选具有设备简单、处理物料粒级范围广、生产成本低和对环境污染少等明显优点，目前仍然是主要的分选方法之一

14、。广泛地用于处理密度差较大的物料。,35,三、磁选方法的适用范围及特点应用范围,1.磁选方法是处理铁矿石的主要选矿方法。 2.应用于黑色金属矿石的选别。有色和稀有金属矿石的精选。 3.应用于重介质选矿中磁性介质的回收和净化。 4.非金属矿石的选矿与提纯与原矿中铁物的排出。 随着人类环境保护意识的提高和资源再生的需要，磁选法还被广泛应用于钢渣及废金属的回收与分离，以及污水处理等过程中。医学上还用磁选法来分离血液中的红细胞等。,36,三、磁选方法的适用范围及特点特点,磁选方法具有分选效率高，选别过程简单、生产成本低、处理能力大、对环境无污染等优点。,37,四、电选方法的适用范围及特点应用范围,1.

15、有色、稀有和黑色金属（铁、锰、铬等）矿石的精选； 2.非金属矿石（如煤粉、金刚石、高岭土等）的分选； 3.陶瓷、玻璃原料和建筑材料的提纯； 4.工厂废料的回收；矿石和其它物料的分级和除尘。 5.谷物、种子、食品的精选等。,38,四、电选方法的适用范围及特点特点,电选是在高压电场中利用矿物的电性差异使矿物分离的一种选矿方法。它是细粒矿物的重要选矿方法之一。,39,第三节 选矿工艺指标的意义 一、选别前准备作业中的工艺指标 破碎比/磨矿比（i）破碎/磨矿给料中最大矿块的粒度 （D）与产品最大粒度（d）的比值. iD/d 破碎比/磨矿比又有总破碎比及阶段破碎比之分，总破碎比为各阶段破碎比的乘积. 即

16、ii1 x i2 xx in 如三段破碎/磨矿时，若i1、i2和i3分别等于3、4和5，则总破碎比i3 x 4 x 560。,40,筛分效率是指实际得到的筛下产物重量与入筛原料中小于筛孔的物料重量的比值，通常用百分数表示。可用下式表示 E C/ Q 式中 E筛分效率，； C筛下产品重量，g； Q入筛原料重量，g； 入筛原料中小于筛孔粒级的含量，。 筛分机的生产率越大，筛分效率越高，其性能也就越好。,41,筛分的目的是为了求得各粒级物料的重量百分数（产率），从而确定物料的粒度组成。 若把所有筛分级别的总重量作为100，可分别求出各级别的产率及累积产率。 某一粒级的产率(此粒级物料的重量/被筛物料

17、的总重量 )X100,42,43,磨矿机的生产率的几种表示方法： 台时处理量：是指单位时间内(通常为1h)一台磨矿机处理的原矿量，单位以“t台h ”计。 这种方法可以简单明确的评价磨矿机的生产能力，当磨矿机的规格、型号、处理矿石的性质、给矿粒度不同时，就无法真实反映磨矿机的工作效率。,44,磨矿机的生产率的几种表示方法： 磨矿机利用系数：是表示单位时间内1m3磨矿机容积平均处理原矿的数量，“t/m3h”表示。 这种方法已经考虑到磨矿机的规格、给矿性质及操作条件的影响。,45,磨矿机的生产率的几种表示方法： 磨矿机新生级别利用系数：是表示在单位时间内，经过磨矿过程所获得的矿石某一指定粒度级别的数

18、量，其单位用“t/m3h”表示。 大多数情况，是采用磨矿过程中新生成的-200目(-0.074mm)级别的矿量表示。,46,二、选别作业中的工艺指标 回收率精矿中有用成分的质量与原矿中该有用成分质量之比，常用表示。 (/100) X100 式中 回收率，； 原矿品位，； 精矿品位，； 精矿产率，。 回收率是评定分选过程效率的一个重要指标。回收率越高，表示选矿过程回收的有用成分越多。所以，选矿过程中应在保证精矿质量的前提下，力求提高有用成分的回收率。,47,品位是指产品中金属或有用成分的质量与该产品质量之比，常用百分数表示。通常表示原矿品位；表示精矿品位；表示尾矿品位。 产率产品质量与原矿质量之比，叫该产品的产率，通常以表示。 选矿比原矿质量与精矿质量的比值。用它可以确定获得1t精矿所需处理原矿石的吨数。常以K表示。 富矿比（或富集比）精